(57)【要約】【課題】画素の点灯率に応じて表示輝度を制御することで、電源回路の出力容量を抑えることができる表示パネルの駆動装置および駆動方法を提供すること。【解決手段】１フレーム期間を画素の点灯期間と非点灯期間を含む複数のサブフレームに分割し、前記サブフレームの選択による１フレーム期間内における画素の点灯期間の累計により階調制御が実行される。これに加えて、発光制御回路１は映像信号から画素の点灯率を算出し、前記点灯率が高い場合には階調が低くなる映像データを変換テーブル４から引き出すように動作する。したがって、画素の点灯率が高い場合においては画素の１フレーム期間における点灯期間は縮小され、画素の発光輝度は抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ線および複数の走査線の交差位置にそれぞれ発光素子からなる画素が配置され、前記画素を選択的に点灯駆動させることで画像を表示する発光表示パネルの駆動装置であって、
映像データに基づいて点灯駆動される前記表示パネルにおける画素の点灯率を算出する点灯率算出手段と、前記点灯率算出手段により得られる点灯率に応じて、前記各画素の発光輝度を制御する輝度制御手段とが具備され、
前記輝度制御手段は、前記点灯率に基づいて前記映像データの変換処理を実行することにより、前記各画素の発光輝度の制御を行うように構成したことを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
【請求項２】
前記点灯率に基づいて、階調値が変更されるように前記映像データの変換処理を実行することを特徴とする請求項１に記載された発光表示パネルの駆動装置。
【請求項３】
複数のデータ線および複数の走査線の交差位置にそれぞれ発光素子からなる画素が配置され、前記画素を選択的に点灯駆動させることで画像を表示する発光表示パネルの駆動方法であって、
映像データに基づいて点灯駆動される前記表示パネルにおける画素の点灯率を算出すると共に、算出された前記点灯率に基づいて、前記映像データの変換処理を実行することにより、前記各画素の発光輝度の制御を行うことを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
【請求項４】
前記各画素の発光輝度は、点灯率が大きくなるにしたがって小さくなるように制御することを特徴とする請求項３に記載された発光表示パネルの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多数の発光素子を画素として、これを例えばマトリクス状に配列した表示パネルの駆動装置に関し、特に前記画素の点灯率に応じて表示輝度を制御する発光表示パネルの駆動装置および駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の発光素子を画素として、これをマトリクス状に配列した表示パネルの開発が広く進められている。このような表示パネルの一つとして、有機材料を発光層に用いた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を画素とした表示パネルがすでに商品化されている。これはＥＬ素子の発光層に、良好な発光特性を期待することができる有機化合物を使用することによって、実用に耐えうる高効率化および長寿命化が進んだことも背景にある。
【０００３】
かかる有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、ＥＬ素子を単にマトリクス状に配列したパッシブマトリクス型表示パネルと、マトリクス状に配列したＥＬ素子の各々に、例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）による画素の点灯制御用素子を加えたアクティブマトリクス型表示パネルが提案されている。
【０００４】
前者の表示パネルは構成が比較的単純であり安価に製造することができる特質を有しており、これに対して後者の表示パネルは、低消費電力化を実現することができ、また画素間のクロストークが少ない等の特質を備えており、特に大画面を構成する高精細度の表示パネルを実現することができる。
【０００５】
前記したいずれの形態の表示パネルであっても、これに配列される前記ＥＬ素子は、電気的にはダイオード特性を有する発光エレメントと、この発光エレメントに並列に結合する寄生容量成分を備えた構成に置き換えることができる。そして、素子固有の発光閾値電圧（＝Ｖｔｈ）以上の電圧が素子の順方向に印加された状態において発光駆動電流が流れ、この駆動電流値にほぼ比例した強度で発光することが知られている。
【０００６】
前記したようにＥＬ素子を表示画素として用いた表示パネルにおいては、その発光輝度は電流値に依存する特性を有しているので、表示すべき映像信号に応じた画素の点灯率によって、消費電力が大幅に変化することになる。すなわち、図１に示すように表示パネルに加えられる発光消費電流は、表示パネルにおける画素の点灯率（発光画素数）にほぼ比例する関係となる。
【０００７】
それ故、前記表示パネルに駆動電流を供給する電源供給回路は、前記画素の点灯率が最大（１００％）の場合において、各画素にそれぞれ定められた駆動電流を供給するに足りる出力容量を確保する必要が生じ、必然的に電源供給回路に使用される各部品および全体のサイズが大型化するという問題を抱えることになる。
【０００８】
そこで、表示映像データから点灯率を制御することで、表示パネルに供給される電流量を抑制するようにしたＰＬＥ（Ｐｅａｋ  Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）コントロール法が、次に示す特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１８９６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、前記ＰＬＥコントロール法を基本的に踏襲し、前記特許文献１に開示のない制御形態を提供しようとするものであり、これにより前記したように電源部の部品サイズが大型化するという問題を解消することができる発光表示パネルの駆動装置および駆動方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる駆動装置の好ましい形態は、請求項１に記載のとおり、複数のデータ線および複数の走査線の交差位置にそれぞれ発光素子からなる画素が配置され、前記画素を選択的に点灯駆動させることで画像を表示する発光表示パネルの駆動装置であって、映像データに基づいて点灯駆動される前記表示パネルにおける画素の点灯率を算出する点灯率算出手段と、前記点灯率算出手段により得られる点灯率に応じて、前記各画素の発光輝度を制御する輝度制御手段とが具備され、前記輝度制御手段は、前記点灯率に基づいて前記映像データの変換処理を実行することにより、前記各画素の発光輝度の制御を行うように構成される。
【００１１】
また、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる駆動方法は、請求項３に記載のとおり、複数のデータ線および複数の走査線の交差位置にそれぞれ発光素子からなる画素が配置され、前記画素を選択的に点灯駆動させることで画像を表示する発光表示パネルの駆動方法であって、映像データに基づいて点灯駆動される前記表示パネルにおける画素の点灯率を算出すると共に、算出された前記点灯率に基づいて、前記映像データの変換処理を実行することにより、前記各画素の発光輝度の制御を行う点に特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明にかかる発光表示パネルの駆動装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図２〜図４は、その第１の実施の形態を示すものであり、これはアクティブマトリクス型表示パネルを対象とした駆動装置を構成している。
【００１３】
図２は駆動装置の全体構成を示すものであり、発光制御回路１に対して、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路２、画像メモリ３、映像データ変換テーブル４が接続されている。そして、この図２に示す実施の形態においてはアナログ映像信号が発光制御回路１およびＡ／Ｄ変換回路２に供給されるように構成されている。前記発光制御回路１はアナログ映像信号中における水平および垂直同期信号に基づいて、前記Ａ／Ｄ変換回路２に対するクロック信号ＣＫ、前記画像メモリ３に対する書き込み信号Ｗおよび読み出し信号Ｒを生成する。
【００１４】
前記Ａ／Ｄ変換回路２は、発光制御回路１から供給されるクロック信号に基づいて、入力されたアナログ信号をサンプリングし、これを１画素ごとの画素データに変換して画像メモリ３に供給するように作用する。前記画像メモリ３は前記発光制御回路１からの書き込み信号ＷによってＡ／Ｄ変換回路２から供給される各画素データを画像メモリ３に順次書き込むように動作する。
【００１５】
前記画像メモリ３としてはフレームメモリが用いられており、前記した書き込み動作によって、後述する表示パネルにおける一画面分のデータの書き込みが行われる。そして、一画面分のデータの書き込みが終了した状態で、メモリ３に書き込まれた前記画素データに基づいて、発光制御させる画素の割合（点灯率）を得るように動作する。すなわち発光制御回路１は点灯率算出手段としての機能も果たす。
【００１６】
前記発光制御回路１は前記した映像信号中における水平および垂直同期信号に基づいて走査ドライバ６、データドライバ７に対する同期信号を生成するように作用する。また、発光制御回路１は前記メモリ３に書き込まれた画素データより、画素の点灯率を得ると共に、発光制御回路１から供給される読み出し信号Ｒによって前記メモリ３より画素データを読み出すように動作する。
【００１７】
そして、図２に示す実施の形態においては、発光制御回路１に対して映像データ変換テーブル４が外付けされており、発光制御回路１は前記点灯率に基づいて映像データ変換テーブル４を参照し、結果として前記点灯率に基づいて、入力される映像信号の階調値を変更する映像データの変換処理を実行する。すなわち、発光制御回路１は前記点灯率に基づいて前記テーブル４より階調値が変更された映像データを引き出して、階調値が変更された前記映像データに基づいて、後述する表示パネル１０に配列された各画素１１の発光輝度を制御するＰＬＥ制御を実現させるように動作する。
【００１８】
図２に示す符号１０は発光素子をそれぞれに含む多数の画素１１をマトリクス状に配列した表示パネルを示している。この表示パネル１０には、前記した走査ドライバ６、データドライバ７にそれぞれ接続される走査線１３、データ線１４が互いに直交する方向に配列されており、これらの交差位置に前記発光素子を含む画素１１がそれぞれ配置されている。なお、前記各画素１１には、電源供給回路９より画素の点灯駆動用電圧が電源供給線１６を介して、それぞれ供給されるように構成されている。
【００１９】
図３は前記した表示パネル１０に配置された１つの画素に対応する回路構成を示すものであり、これは発光素子としてＥＬ素子を用いる場合の最も基本的な画素構成を示している。この画素１１には前記データドライバ７からの映像信号に対応したデータ信号Ｖｄａｔａが、表示パネルに配列されたデータ線１４を介して制御用ＴＦＴ、すなわちデータ書き込みトランジスタＴｒ１のソースに供給されるように構成されている。
【００２０】
前記データ書き込みトランジスタＴｒ１のゲートには、走査ドライバ６に接続された走査線１３を介して走査信号Ｓｅｌｅｃｔ（これを書き込みパルスとも言う。）が供給されるように構成されている。前記データ書き込みトランジスタＴｒ１のドレインは、点灯駆動用ＴＦＴ、すなわち点灯駆動トランジスタＴｒ２のゲートに接続されると共に、電荷保持用キャパシタＣ１の一方の端子に接続されている。
【００２１】
また、点灯駆動トランジスタＴｒ２のソースは、前記キャパシタＣ１の他方の端子に接続されると共に、電源供給線１６を介して前記した電源供給回路９より駆動電圧Ｖｃｃが供給されるように構成されている。前記点灯駆動トランジスタＴｒ２のドレインは、発光素子としての有機ＥＬ素子Ｅ１のアノード端子に接続され、この有機ＥＬ素子Ｅ１のカソード端子は、基準電位点（グランド）に接続されている。
【００２２】
なお、図３に示す画素１１の回路構成においては、データ書き込みトランジスタＴｒ１がｎチャンネル型ＴＦＴにより構成され、また駆動トランジスタＴｒ２がｐチャンネル型ＴＦＴにより構成されている。そして、前記した構成による画素１１は、図２に示したように行および列方向にマトリクス状に多数配置されて表示パネル１０が構成されている。
【００２３】
図３に示した画素１１の構成において、制御トランジスタＴｒ１のゲートには、アドレス期間において走査ドライバ６より走査信号としての書き込みパルスＳｅｌｅｃｔが供給される。この時、データドライバ７から供給されるデータ信号Ｖｄａｔａが画素を点灯させるデータである場合においては、制御トランジスタＴｒ１のソース・ドレインを介して、データ信号Ｖｄａｔａに対応した電流がキャパシタＣ１に流れ、キャパシタＣ１は充電される。
【００２４】
そして、その充電電圧が駆動トランジスタＴｒ２のゲートに供給されて、トランジスタＴｒ２はそのゲート電圧とドレインに供給される駆動電圧Ｖｃｃに対応した電流を前記ＥＬ素子Ｅ１に流し、これによりＥＬ素子Ｅ１は発光する。
【００２５】
前記制御トランジスタＴｒ１のゲートに対する前記書き込みパルスの印加が停止されると、トランジスタＴｒ１はいわゆるカットオフとなる。しかしながら、キャパシタＣ１に蓄積された電荷により駆動トランジスタＴｒ２のゲート電圧が保持され、これによりＥＬ素子Ｅ１への駆動電流が維持される。
【００２６】
したがって、ＥＬ素子Ｅ１は次のアドレス動作に至る期間において、前記データ信号Ｖｄａｔａに対応した点灯状態を継続することができる。それ故、前記したアドレス期間において、データドライバ７から供給されるデータ信号Ｖｄａｔａに応じて画素の点灯もしくは消灯が制御され、これにより各画素の単位期間における点灯期間が個別に制御されて階調制御が実現される。
【００２７】
図２および図３に示した実施の形態においては、前記したＰＬＥ制御を実現させるために、１フレーム期間を複数のサブフレームに分割し、各サブフレームごとに画素の点灯または非点灯を制御することで、１フレーム期間内における画素の点灯期間の累計により階調制御を実現する階調制御手段が採用されている。
【００２８】
図４はその階調制御の一例を示すものであり、この例においては説明を単純化するために１フレーム期間を７つのサブフレームに分割し、サブフレーム期間の単純な累計により“０”〜“７”の８階調を表現する単純サブフレーム法を示している。この例においてはサブフレーム期間ごとに、そのサブフレーム期間の開始時に、前記したデータドライバ７より画素を点灯または非点灯に制御するデータ信号Ｖｄａｔａが供給される。
【００２９】
ここで１つのフレーム期間を構成する第１〜第７のサブフレームの全てにおいて、画素を非点灯に制御するデータ信号が供給された場合には図４に示すように階調“０”が実現され、第１〜第７のサブフレームの全てにおいて、画素を点灯状態に制御するデータ信号が供給された場合には図４に示すように階調“７”が実現される。
【００３０】
前記した発光制御回路１は、すでに説明したとおり、画素の点灯率に基づいて映像データ変換テーブル４を参照し、点灯率が大きくなる場合には階調が低くなる映像データをテーブル４から引き出す映像データの変換処理を実行するように動作する。これにより点灯率が例えば１００％に近い状態である場合においては、発光制御回路１に入力される映像信号に基づく階調に対して、階調がｎ段（ｎは整数）下がるように動作する。したがって、点灯率が高い場合においては画素の１フレーム期間における点灯期間は縮小され、画素の発光輝度は抑制される。
【００３１】
前記したように画素の点灯率が高い場合においては、階調を低く制御することで画素の発光輝度を抑制させるように動作するので、電源回路から表示パネルに供給される最大駆動電流は抑制される。したがって、電源回路に使用される各部品および電源回路全体のサイズが大型化するという問題を解消させることができる。
【００３２】
図５はこの発明にかかる発光表示パネルの駆動装置における第２の実施の形態を示すものであり、これはパッシブマトリクス型表示パネルを対象とした駆動装置を構成している。なお、図５に示す符号１〜４で示す構成は、すでに説明した図２に示す構成と同一の機能を果たすものであり、したがってその詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５に示す表示パネル２１には、ｍ本のデータ線としての陽極線Ａ１〜Ａｍが縦方向（列方向）に配列され、ｎ本の走査線としての陰極線Ｋ１〜Ｋｎが横方向（行方向）に配列され、各々の交差した部分（計ｍ×ｎ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した発光素子としての有機ＥＬ素子が各陽極線と走査線との間に接続されて配置されている。そして、各陽極線Ａ１〜Ａｍはデータドライバとしての陽極線ドライブ回路２２に接続され、各陰極線Ｋ１〜Ｋｎは同じく走査ドライバとしての陰極線走査回路２３に接続されてそれぞれ駆動される。
【００３４】
前記陽極線ドライブ回路２２には、駆動電圧ＶＨを利用して動作する定電流源Ｉ１〜ＩｍおよびドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍが備えられており、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍが、前記定電流源Ｉ１〜Ｉｍ側に接続されることにより、定電流源Ｉ１〜Ｉｍからの電流が、陰極線に対応して配置された個々のＥＬ素子に対して供給されるように作用する。また、前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍは、定電流源Ｉ１〜Ｉｍからの電流を個々のＥＬ素子に供給しない場合には、前記各陽極線を基準電位点としてのグランドに接続できるように構成されている。
【００３５】
また、前記陰極線走査回路２３には、各陰極線Ｋ１〜Ｋｎに対応して走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎが備えられ、非走査選択電位として機能するクロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧源ＶＭまたは走査選択電位として機能するグランド電位のうちのいずれか一方を、対応する陰極線に接続するように作用する。これにより、陰極線を所定の周期で基準電位点（グランド電位）に設定しながら、所望の陽極線Ａ１〜Ａｍに定電流源Ｉ１〜Ｉｍを接続することにより、前記各ＥＬ素子を選択的に発光させるように作用する。
【００３６】
図５に示す実施の形態においては、発光制御回路１より陰極線走査回路２３に対して走査同期信号が供給され、これにより各陰極線Ｋ１〜Ｋｎを順次グランド電位（走査選択電位）に設定する動作が繰り返される。また発光制御回路１より陽極線ドライブ回路２２に対して走査同期信号に同期して走査ラインごとに映像データが供給される。したがって、前記各ＥＬ素子は選択的に点灯し、表示パネル２１上に映像信号に基づく画像が表示される。
【００３７】
図５に示す構成においても、１走査期間における点灯期間を例えば７段階の期間に設定することにより８階調を表現するＰＷＭ階調制御方法が採用される。
【００３８】
すなわち、図５に示す発光制御回路１は図２に示した例と同様に、画素の点灯率に基づいて映像データ変換テーブル４を参照し、点灯率が大きくなる場合には階調が低くなる映像データをテーブル４から引き出すように動作する。これにより点灯率が例えば１００％に近い状態である場合においては、発光制御回路１に入力される映像信号に基づく階調に対して、階調がｎ段（ｎは整数）下がるように動作する。
【００３９】
したがって、点灯率が高い場合においては画素の１フレーム期間における点灯期間は縮小され、画素の発光輝度は抑制される。したがって、この図５に示すパッシブマトリクス型表示パネルを対象とした駆動装置においても、図２〜図４に示す第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
なお、以上説明した実施の形態においては、階調制御が８段階になされる例を示しているが、これは必要に応じて例えば３２段階もしくは６４段階等の実用的な階調制御を採用することができる。また、以上の説明においては各画素を構成する発光素子として有機ＥＬ素子を用いた例を示しているが、これは発光輝度が駆動電流に依存する他の発光素子を利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の駆動装置による画素の点灯率と発光消費電流の関係を示した特性図である。
【図２】この発明にかかる表示パネルの駆動装置における第１の実施の形態を示したブロック図である。
【図３】図２に示す表示パネルに配列された画素の構成例を示した回路構成図である。
【図４】図２に示す構成において採用される階調制御手段を説明するタイミング図である。
【図５】この発明にかかる表示パネルの駆動装置における第２の実施の形態を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４２】
１                発光制御回路
２                Ａ／Ｄ変換回路
３                画像メモリ
４                映像データ変換テーブル
６，２３          走査ドライバ
７，２２          データドライバ
９                電源供給回路
１０，２１        表示パネル
１１              画素
１３，Ｋ１〜Ｋｎ  走査線
１４，Ａ１〜Ａｍ  データ線
１６              電源供給線
Ｃ１              電荷保持用キャパシタ
Ｅ１              ＥＬ素子（発光素子）
Ｉ１〜Ｉｍ        定電流源
Ｔｒ１            データ書き込みトランジスタ
Ｔｒ２            点灯駆動トランジスタ
【図１】
2007114309.tif 000003
【図２】
2007114309.tif 000004
【図３】
2007114309.tif 000005
【図４】
2007114309.tif 000006
【図５】
2007114309.tif 000007